Possibilités offertes par le Programme de jumelage des stagiaires de recherche du MDN et du CRSNG
Recherche et développement pour la défense Canada (RDDC) s’est associé au Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG) pour offrir des bourses conjointes qui permettront à des boursiers postdoctoraux de participer à des travaux de recherche dans des laboratoires de RDDC à plusieurs endroits au Canada.
Les candidats postdoctoraux du CRSNG peuvent postuler pour travailler sur les projets en cours qui sont décrits ci-dessous. Le catalogue sera mis à jour chaque année.
Pour plus d’informations sur les critères d’admission et les exigences de présentation de votre candidature, veuillez-vous référer aux instructions de candidature.
Sur cette page
- Centre de recherches de l’Atlantique
- Apprentissage automatique
- Interaction entre les opérateurs humains et les systèmes autonomes
- Intelligence artificielle
- Ténacité des aciers navals
- Technologies furtives sous-marines de pointe
- Stockage d’énergie à haute densité de puissance dans les climats froids (-40 °C)
- Matériaux polymères de pointe
- Potentiel d’énergie géothermique dans l’Arctique
- Modélisation et simulation de la propagation des incendies à bord des navires
- Centre d’analyse et de recherche opérationnelles
- Modélisation mathématique et informatique des chaînes d’approvisionnement et de logistique
- Optimisation des programmes de formation et de l’affectation des ressources
- Contrôle optimal de la dynamique des populations militaires
- Modélisation mathématique et simulations informatiques représentant les systèmes et opérations de défense aérienne
- Centre de recherches d’Ottawa
- Cyberopérations et résilience des communications (CORC)
- Guerre électronique de la navigation et des communications (NAVCOM EW); stabilité des systèmes de positionnement, de navigation et de synchronisation
- Guerre électronique de la navigation et des communications (NAVCOM EW); guerre électronique des communications
- Guerre électronique par radar (GER)
- Détection et exploitation radar (DER)
- Applications spatiales et d’information, de surveillance et de reconnaissance (ISR)
- Centre de recherches de Suffield
- Centre de recherches de Toronto
Centre de recherches de l’Atlantique
Apprentissage automatique
Section de la guerre sous-marine
L’apprentissage profond est devenu une technique de base pour la reconnaissance automatique d’une panoplie de cibles de menace dans les données obtenues à partir de capteurs sous-marins. Cependant, les modèles d’apprentissage profond de pointe sont conçus pour des tâches comme la vision par ordinateur et le traitement du langage naturel. Ils ne sont pas toujours bien adaptés aux difficultés propres aux environnements sous-marins. L’un des principaux défis de l’application de l’apprentissage profond à ce domaine est la difficulté de réaliser un transfert de domaine efficace, car les données sous‑marines sont différentes des images naturelles. Par exemple, un modèle capable de détecter des milliers de catégories d’objets différents dans les canaux rouge, vert et bleu (RVB) d’images naturelles peut s’avérer trop complexe pour détecter des objets dans des données de sonar latéral à canal unique. En outre, les grands modèles d’apprentissage profond exigent des capacités de calcul élevées. Cela peut limiter leur utilité à bord des plateformes de télédétection sous-marine. Parmi les projets en cours, certains portent sur l’utilisation de réseaux neuronaux adaptés à diverses tâches de reconnaissance automatique d’objets sous-marins à l’aide de données obtenues à partir d’un sonar latéral, d’un sonar à large bande, de capteurs acoustiques passifs et d’un sonar actif. Il reste plusieurs défis à relever, dont la conception de réseaux neuronaux efficaces et le travail avec des ensembles de données d’entraînement petits ou limités.
Interaction entre les opérateurs humains et les systèmes autonomes
Section de l’expérimentation et de l’analyse des systèmes maritimes (M-SEA)
La Section M-SEA du Centre de recherche de l’Atlantique (CRA) de RDDC est activement engagée dans un projet de systèmes autonomes. L’objectif principal de ce projet en cours consiste à déceler et à régler les problèmes liés aux facteurs humains au sein des futures équipes formées d’humains et de systèmes autonomes. On vise d’abord et avant tout à établir une collaboration et une interaction harmonieuses entre les opérateurs humains et les systèmes autonomes, afin de maximiser l’efficacité de leurs contributions conjointes aux opérations navales.
Le projet se porte actuellement sur plusieurs aspects clés. On cherche ainsi à renforcer la confiance au sein des équipes composées d’humains et de systèmes autonomes. En outre, le projet vise à mettre en évidence les conditions préalables au renforcement de la collaboration entre les humains et les systèmes autonomes. Enfin, l’équipe participe à la conception et à la mise à l’essai de futurs concepts d’opération pour les partenariats entre les humains et les systèmes autonomes, en particulier dans le contexte naval.
Intelligence artificielle
Section de l’expérimentation et de l’analyse des systèmes maritimes (M-SEA)
Le Centre de recherche de l’Atlantique de RDDC souhaite d’adjoindre un boursier postdoctoral ou une boursière postdoctorale pour l’aider dans ses travaux de recherche sur l’emploi d’agents d’intelligence artificielle (IA) dans le domaine de l’information. Dans le but de gérer, de coordonner et d’exploiter les informations liées à l’environnement physique et numérique, un groupe au sein de RDDC travaille à l’élaboration d’un prototype de système dans le domaine de l’information voué à des expériences entourant l’évaluation intégrée des sources de données de défense et de sécurité nord-américaines.
Ce système prototype façonnera sa propre connaissance de la situation (CS) du domaine d’information et lancera des réponses fondées sur l’IA et sur cette CS pour améliorer sa propre CS ou celle de l’utilisateur. Alors que certaines réponses seront simples, d’autres devraient s’appuyer sur une approche d’agent d’IA pour la prise de décisions.
Pour ce projet, le boursier ou la boursière explorera la recherche et le développement en matière d’intelligence artificielle portés sur des concepts d’acquisition de CS par les systèmes. Il s’agira de recherche appliquée dans le domaine de l’IA, axée sur l’évaluation automatisée du système et sur les modifications à apporter à la collecte, à la distribution, au traitement et à d’autres aspects entourant les données afin d’améliorer le rendement des systèmes.
Au sein d’une petite équipe aux spécialités de recherche variées, le boursier ou la boursière mènera des recherches scientifiques de manière indépendante et base collaboratives. Cette personne devra également communiquer les résultats scientifiques à ses pairs et aux membres des Forces armées canadiennes (FAC). Il ou elle devra aussi les présenter dans le cadre de congrès et par écrit, tant en interne que pour des revues publiques.
Un grand bagage en recherche sur les agents d’intelligence artificielle est requis. La créativité et la capacité à transposer ou à transformer des concepts issus de divers domaines scientifiques pour les adapter au domaine de l’information constituent des atouts.
Ténacité des aciers navals
Section des matériaux et de l’ingénierie de pointe
La ténacité des aciers navals est un sujet qui intéresse RDDC et la Marine royale canadienne (MRC). La prévention des fractures est importante dans de nombreuses industries, maritimes ou autres, mais les exigences sont particulièrement élevées dans le cas des navires militaires. Leurs équipages sont plus nombreux. Leur conception est moins redondante. Aussi, ils sont plus susceptibles de naviguer sur des mers agitées, à des vitesses élevées, et d’effectuer des manœuvres brusques. Les navires militaires peuvent subir des explosions et des impacts. Ils doivent réaliser des opérations dans tous les océans et dans une grande variété de conditions environnementales. En bref, ils présentent des besoins uniques et d’une importance vitale en matière de capacité de surviabilité. Pour les pièces et les structures qui ne doivent pas subir de bris catastrophique, la ténacité est la propriété de référence des matériaux. Or, la ténacité des matériaux n’est pas bien comprise et est difficile à évaluer. La formation d’une fissure et sa propagation dans un matériau dépendent non seulement des propriétés du matériau, mais aussi du type de chargement et de la géométrie de la pièce. Ce programme de travail vise à caractériser la ténacité des aciers navals. Il consistera à étudier la ténacité de différents aciers navals dans différentes conditions et selon différents taux de déformation, applicables à des matériaux et à des conditions propres aux besoins actuels et futurs de la MRC.
Technologies furtives sous-marines de pointe
Section des matériaux et de l’ingénierie de pointe
Les revêtements acoustiques sous-marins constituent une technologie furtive clé, puisqu’ils permettent de réduire la détectabilité des navires par sonar actif ou passif. Ce projet vise à étudier les performances acoustiques des composants architecturaux modernes, comme ceux couverts par la classe des métamatériaux acoustiques, en vue d’utilisations sur de futures plateformes. En fonction de l’expertise, les domaines de développement comprennent la caractérisation des propriétés dynamiques des matériaux (comme l’analyse mécanique dynamique), la conception de systèmes électroniques et mécaniques pour un nouveau dispositif de mesure de module de compressibilité dynamique (DBMA), la mise en place de systèmes pour mesurer le rendement au chapitre du découplage des vibrations, l’amélioration du code expérimental pour l’analyse des réservoirs acoustiques (MATLAB) et la modélisation numérique des métamatériaux acoustiques (COMSOL).
Stockage d’énergie à haute densité de puissance dans les climats froids (-40 °C)
Section des matériaux et de l’ingénierie de pointe
Les Forces armées canadiennes (FAC) ont besoin de capacités de stockage d’énergie de nouvelle génération pour faire fonctionner par temps froid certains de leurs équipements, qui peuvent aller d’équipements portables/portés aux plateformes de mobilité. Par exemple, les batteries et condensateurs actuels ne peuvent pas fonctionner à basse température. Il faut donc réaliser des recherches pour concevoir de nouveaux matériaux ou optimiser les matériaux existants qui entrent dans la conception des blocs d’alimentation afin de combler les besoins actuels et futurs.
Matériaux polymères de pointe
Section des matériaux et de l’ingénierie de pointe
Les matériaux polymères sont utilisés dans l’ensemble des Forces armées canadiennes (FAC). Leurs applications vont des revêtements protecteurs aux pansements. La recherche sur les matériaux polymères au sein de la Section des matériaux et de l’ingénierie de pointe du Centre de recherches de l’Atlantique de RDDC se concentre sur l’exploitation de la science fondamentale des polymères pour le développement et l’amélioration des matériaux utilisés par les FAC. Plusieurs projets de recherche sont en cours, touchant notamment la mise au point de nouveaux promoteurs d’adhésion pour les revêtements de protection des navires militaires, l’interaction des polymères à ondes de choc et les matériaux pour l’électronique flexible.
Potentiel d’énergie géothermique dans l’Arctique
Section des matériaux et de l’ingénierie de pointe
Les infrastructures stratégiques du ministère de la Défense nationale (MDN) et des Forces armées canadiennes (FAC) dans l’Arctique, tout comme les collectivités de l’Arctique sans accès aux réseaux, dépendent fortement des combustibles fossiles pour combler leurs besoins en chauffage et en électricité. Les avantages d’une énergie stable, constante, résiliente et renouvelable supposant une empreinte carbone extrêmement faible font de la géothermie une option d’énergie renouvelable viable pour la région de l’Arctique. Plusieurs défis doivent être relevés, comme celui des coûts élevés associés à l’exploration et à la mise en place des équipements. Aussi, les données pour l’évaluation des ressources dans les régions éloignées sont limitées. Voilà pourquoi une évaluation de faisabilité de premier niveau portant sur le potentiel géothermique dans la région et sur des sites stratégiques particuliers du MDN et des FAC est en cours.
Modélisation et simulation de la propagation des incendies à bord des navires
Section des matériaux et de l’ingénierie de pointe
Un incendie peut s’avérer catastrophique à bord d’un navire. Ce problème est amplifié dans les navires militaires, qui sont plus enclins à se retrouver dans des situations dangereuses que les navires commerciaux. Afin de protéger les eaux territoriales du Canada et de prévenir les conflits en promouvant la stabilité mondiale par des déploiements à l’étranger, la Marine royale canadienne (MRC) aura besoin d’une flotte de taille suffisante pour réaliser des opérations dans les trois océans qui bordent le pays et pour se déployer à l’étranger de manière continue. Dans ce contexte, la MRC ne peut pas se permettre de perdre des navires à cause d’incendies, d’où la nécessité d’une lutte rapide et efficace contre les incendies. Cette approche suppose l’utilisation de nouveaux matériaux ignifuges, de nouvelles technologies de lutte contre les incendies et une compréhension approfondie du déclenchement et de la propagation des incendies, grâce à la modélisation et à la simulation. De nombreux secteurs utilisent la modélisation et la simulation des incendies et des fumées (l’assurance, l’exploitation de l’énergie nucléaire, etc.), mais l’environnement maritime comporte des défis uniques qui nécessitent des travaux de conception et de validation plus poussés des outils. Contrairement à un immeuble de bureaux, un navire militaire contient tous les éléments d’une petite ville, mais dans un espace confiné : matériel industriel lourd (salles des machines), stockage de produits inflammables en vrac, entrepôts, logements, cuisines et bureaux. Lors de la modélisation d’incendies, il faut tenir compte du fait que les dommages causés par les combats peuvent influer sur la pression de l’eau dans les conduites principales ou dans les gicleurs, et que les écoutilles peuvent être bloquées en position ouverte ou fermée. Les navires disposent de systèmes de ventilation et d’échappement complexes qui doivent être pris en compte. Les mouvements des navires peuvent influencer l’aspect de la lutte contre les avaries à bord de navires. Les charges de combustible et les bassins d’eau de lutte contre les incendies peuvent se déplacer en fonction des mouvements du navire. L’ajout de bassins d’eau de lutte contre les incendies peut influer sur la stabilité en cas de dommages. L’objectif du projet de recherche consiste à concevoir une gamme d’outils de modélisation validés pour comprendre la progression potentielle des incendies, ainsi que le mouvement et la dissémination des fumées ou des gaz toxiques qui s’ensuivent dans une plateforme navale. Les outils de modélisation fourniront une capacité prédictive qui permettra d’évaluer les plans des nouveaux navires ou les projets de modifications aux plateformes existantes par rapport à des scénarios d’incendies. Ils pourront également être utilisés pour évaluer les modifications apportées aux technologies et à la doctrine de lutte contre les incendies ou pour soutenir l’innovation et le développement technologiques, tout en évitant l’investissement dans des technologies non testées. Ces travaux de recherche permettront d’obtenir une nouvelle capacité de défense, sous forme de modélisation numérique de scénarios d’incendies. La MRC pourra utiliser cette capacité pour mieux évaluer la surviabilité de ses plateformes.
Centre d’analyse et de recherche opérationnelles
Modélisation mathématique et informatique des chaînes d’approvisionnement et de logistique
La résilience des chaînes d’approvisionnement et de logistique est un élément important de la crédibilité des capacités de défense. Les chaînes de soutien actuelles sont extrêmement complexes. Elles reposent sur un grand nombre d’entreprises souvent réparties dans plusieurs pays. En outre, en cas de crise, des adversaires pourraient perturber ces chaînes. Dans de nombreux cas, il existe également des vulnérabilités internes. Il peut s’agir de pénuries de fournitures, de problèmes dans les chaînes de livraison ou problèmes liés au changement climatique. (Par exemple, des incendies de forêt peuvent couper des liaisons qui servent au transit de fournitures.)
L’équipe de recherche opérationnelle de l’Armée canadienne mène actuellement une vaste étude, en collaboration avec l’Université de Victoria et le Commandement des opérations interarmées du Canada, pour explorer divers aspects de ce problème. Cette étude se penche notamment sur la modélisation mathématique et informatique des chaînes d’approvisionnement et de logistique, l’analyse décisionnelle multicritères, les vulnérabilités aux menaces hybrides et les besoins en soutien en cas de crise ou de conflit majeur. Le boursier ou la boursière travaillera avec une équipe de scientifiques de la Défense, de militaires et d’universitaires sur un ou plusieurs sous-problèmes. Les détails pourraient être établis en fonction des intérêts et des compétences de boursier ou de la boursière.
Optimisation des programmes de formation et de l’affectation des ressources
La formation à certains métiers militaires exige des investissements considérables en temps et en ressources. L’instruction des pilotes, en particulier l’exigeante formation des pilotes de chasse, en est un exemple frappant. Le programme d’instruction complet dans ces métiers prend de nombreuses années et consiste en de nombreuses phases et cours de formation, aussi divisés en de nombreuses activités. Les ressources nécessaires pour mener à bien chaque activité d’instruction sont à la fois précieuses et rares. Il faut par exemple pouvoir disposer de simulateurs avec système de mouvement complet, d’aéronefs correctement entretenus, d’instructeurs qualifiés et de pistes. Cette situation est aussi compliquée par le fait que certains besoins en ressources ne sont pas figés (ex. : l’entraînement peut se faire en simulateur tout comme en vol.) Les activités d’instruction sont aussi soumises à d’autres impératifs, comme la nécessité de regrouper un certain nombre de stagiaires et d’instructeurs; les cadres réglementaires (qui régissent par exemple le nombre maximum d’heures de vol par pilote et par flotte) et l’attente des conditions météorologiques appropriées. Les programmes d’instruction, bien qu’ils soient généralement séquentiels, comportent également des cours et des activités qui ne doivent pas nécessairement être suivis dans un ordre précis, et chaque cours est généralement proposé selon un calendrier particulier, et suppose un nombre minimum et maximum de stagiaires. Dans un tel système, une mauvaise planification peut avoir des conséquences négatives considérables. Des stagiaires peuvent subir des retards excessifs dans l’attente de leur prochaine activité de formation. Des ressources de formation supplémentaires peuvent devoir être achetées à fort coût pour répondre à des hausses imprévues de la demande en instruction. Le nombre de diplômés produits peut s’avérer inférieur à celui nécessaire pour maintenir les capacités opérationnelles des Forces armées canadiennes (FAC), ce qui peut réduire la capacité de réaction du Canada, ainsi que sa capacité de déploiement sur son territoire et ailleurs dans le monde. Il est nécessaire de pouvoir modéliser et optimiser ces systèmes d’instruction complexes, avec pour objectifs généraux de réduire les retards de formation, la durée totale de l’instruction et les besoins en ressources. Il s’agit à la fois d’optimiser la programmation des activités d’instruction et d’affecter des ressources limitées à des besoins concurrents en matière de formation. Il existe déjà un ensemble de travaux dans ce domaine, notamment sous forme de modèles et d’approches d’optimisation. La première tâche du boursier ou de la boursière consistera à prendre connaissance de ces travaux afin de comprendre les démarches antérieures et de savoir ce qui relève de nouvelles orientations. Le résultat souhaité de ce travail est l’élaboration de solutions d’optimisation tenant compte des complexités et des contraintes du monde réel qui s’appliquent aux systèmes d’instruction des FAC. Ces solutions produiront des avantages pratiques. Ils permettront de maximiser le nombre de diplômés en tenant compte des contraintes de ressources existantes. Ils permettront d’établir des réserves de ressources minimales (et, par conséquent, les coûts) qui permettront d’obtenir le nombre de diplômés nécessaire. Ils donneront aussi aux FAC la capacité d’adapter les modèles aux changements, comme les transitions vers de nouveaux équipements (nouveaux aéronefs, nouveaux systèmes d’armes, etc.) ou les hausses de la demande d’instruction pour l’acquisition de nouvelles capacités militaires.
Contrôle optimal de la dynamique des populations militaires
Le perfectionnement professionnel militaire prend la forme d’une progression systématique. Le personnel passe par différentes phases. Lorsqu’elles entrent dans le système, les nouvelles recrues sont formées par l’entremise d’écoles et de structures de mentorat avant de devenir des membres pleinement productifs de l’effectif, puis finalement de quitter l’armée. Pour réduire les coûts en personnel tout en garantissant un effectif suffisant pour maintenir leur capacité de répondre à leurs obligations au pays et à l’étranger, les FAC doivent pouvoir s’appuyer sur une planification minutieuse. Pour aider les FAC dans cette tâche, RDDC travaille à l’élaboration d’une vaste simulation de bout en bout du cycle pour modéliser la dynamique du système de l’effectif militaire.
La question de savoir comment contrôler de manière optimale un tel système pour atteindre les objectifs fixés par les décideurs (par exemple, l’augmentation de l’effectif dans un délai donné) reste un problème ouvert. Les principaux défis s’incarnent notamment dans l’importance de la taille des états (des dizaines de milliers de personnes), ainsi que dans la résolution temporelle de l’aspect à planifier, qui peut aller de quelques décennies à quelques jours. Dans tous les cas, sauf les plus simples, les approches visant à obtenir une exactitude optimale entraînent des temps de calcul prohibitifs, ce qui limite considérablement leur application pratique. Ces difficultés sont encore aggravées par le fait que la taille des espaces d’états et les dynamiques de système sous-jacentes peuvent n’être que partiellement connues.
Compte tenu de ces défis, l’objectif du projet consiste à élaborer des approches indépendantes du système. On parle aussi d’approches « sans modèle » ou d’approches « basées sur des données ». Ces approches devront permettre de contrôler les dynamiques de la population sur la base d’observations et de mesures de l’évolution du système utilisées en tant qu’indicateurs des dynamiques du système. L’apprentissage par renforcement est le cadre théorique et informatique naturel pour la conception de schémas de contrôle optimal adaptatifs sans modèle. Dans un tel cadre, l’optimalité est enchâssée dans le code, sous forme de récompense établie par l’utilisateur. Il s’agit là du critère d’évaluation de la qualité des commandes de contrôle transmises au système. Les commandes de contrôle sont modifiées pour augmenter la récompense. Cette approche permet de dégager un schéma adaptatif couplé aux dynamiques du système. Le paradigme de l’apprentissage par renforcement pour l’optimalité basée sur les données permet d’intégrer des contraintes d’état et de récompense, ainsi que de considérer des horizons temporels finis en utilisant des valeurs cibles pour les états correspondants.
Modélisation mathématique et simulations informatiques représentant les systèmes et opérations de défense aérienne
Un système de défense antimissile stratégique doit être suffisamment robuste pour pouvoir faire face à toute une série de menaces émanant des missiles balistiques ordinaires, des missiles subsoniques et des missiles supersoniques volant à basse altitude, jusqu’aux véhicules planeurs hypersoniques, aux missiles de croisière et aux drones. Un système de défense antimissile repose essentiellement sur quatre éléments : la détection, l’identification, l’interception et la destruction des missiles qui constituent une menace. L’efficacité d’un système intégré dépend de l’efficacité combinée de chacun de ces éléments, qui se composent eux-mêmes de nombreux sous-éléments.
Nous cherchons à concevoir des modèles mathématiques et des simulations informatiques représentant des systèmes et des opérations de défense aérienne. Nous souhaitons créer des modèles qui permettront d’évaluer l’efficacité des systèmes de défense aérienne face à des événements inattendus. Par exemple :
- le nombre de menaces peut être différent de celui annoncé par le renseignement, ou il peut y avoir des leurres;
- la trajectoire d’une menace peut être non balistique, comme dans le cas d’un missile hypersonique;
- le site de lancement de la menace peut également être imprévu;
- la destruction de la menace peut être incomplète (c’est-à-dire que les débris de la menace peuvent encore être dangereux).
Le boursier ou la boursière travaillera avec une équipe de scientifiques en soutien à l’analyse de la défense aérienne du Commandement de la défense aérospatiale de l’Amérique du Nord (NORAD).
Centre de recherche d’Ottawa
Cyberopérations et résilience des communications (CORC)
La Section des cyberopérations et de la résilience des communications (CORC) du Centre de recherches d’Ottawa de RDDC mène des recherches sur la cyberdéfense afin de protéger les réseaux informatiques et de communication des Forces armées canadiennes. Il étudie par ailleurs les communications afin d’améliorer les systèmes essentiels aux missions et de permettre leur exploitation. Voici quelques-uns des projets en cours.
- Recherche sur l’automatisation des cyberattaques et de la cyberdéfense à l’aide de méthodes d’apprentissage par renforcement de pointe pour former des agents autonomes rouges et bleus. Un élément clé de ce travail est le développement continu d’un « cyberespace d’entraînement » autonome doté d’outils « rouges et bleus » pour permettre aux agents d’IA de s’entraîner individuellement et de manière compétitive, à la fois sur des machines locales et dans le nuage. Un autre domaine d’intérêt est l’application de modèles de traitement en langage naturel à grande échelle aux problèmes de cyberdéfense.
- Recherche sur les applications de défense de la technologie mobile 5G et des capacités de l’Internet des objets (IdO), qui offrent la possibilité d’utiliser davantage de capteurs dans un but tactique et d’accroître ainsi la CS. Des questions se posent sur la manière de déployer la 5G et l’IdO en toute sécurité pour les communications militaires. Ce travail consiste à étudier, modéliser, simuler et analyser ces réseaux de communication dans des scénarios de défense, à détecter les vulnérabilités et à mettre des algorithmes en place pour réduire ces vulnérabilités.
- Recherche visant à établir de nouveaux indicateurs techniques et de nouveaux paramètres de rendement clés pour les opérations de cyberattaque et de cyberdéfense. Il s’agit notamment de quantifier les dommages causés par une attaque potentielle contre le réseau ou le système cible.
- Recherche sur l’utilisation de satellites en orbite terrestre basse pour améliorer les communications omniprésentes à faible latence et à large bande passante et pour permettre leur déploiement, en particulier dans des endroits éloignés ou inaccessibles. Ces travaux de recherche sont axés sur la conception de technologies permettant la mise en place d’une architecture spatiale résiliente intégrant les communications, la détection, ainsi que le commandement et le contrôle.
Guerre électronique de la navigation et des communications (NAVCOM EW); stabilité des systèmes de positionnement, de navigation et de synchronisation
La Section de la guerre électronique de la navigation et des communications (NAVCOM EW) du Centre de recherches d’Ottawa de RDDC est responsable de la recherche de pointe entourant la stabilité des systèmes de positionnement, de navigation et de synchronisation (sPNT) pour le ministère de la Défense nationale (MDN) et les Forces armées canadiennes (FAC). L’une des missions principales de cette section consiste à assurer la stabilité du positionnement en utilisant des solutions de rechange au système mondial de navigation par satellite (GNSS). Elle mène des recherches sur d’autres modes de détection, d’autres types de capteurs et d’autres solutions de traitement afin de compléter nos technologies actuelles et de les rendre plus précises, inattaquables, omniprésentes et disponibles là où la GNSS ne convient pas. Voici quelques-uns des projets en cours.
- Gyroscope à fibre optique
- Magnétomètre/gradiomètre à diamant à centre azote-lacune
- Gradiomètre à gravité
- Horloge atomique optique
- Algorithmes de localisation et localisation et cartographie simultanées (SLAM)
Guerre électronique de la navigation et des communications (NAVCOM EW); guerre électronique des communications
La Section de la guerre électronique de la navigation et des communications (NAVCOM EW) du Centre de recherches d’Ottawa de RDDC mène des activités de recherche et de développement en soutien aux Forces armées canadiennes (FAC) en matière de détection, d’identification, de géolocalisation et de contre-mesures pour les signaux de communication, et elle fournit une protection de la force (PF) contre les engins explosifs improvisés radiocommandés. Voici quelques-uns des projets en cours.
- Recherche et développement sur les antennes, en particulier en ce qui concerne la modélisation et la simulation des réseaux et le traitement des signaux des réseaux. La recherche sur les antennes vise surtout à obtenir un gain plus élevé, à diversifier les trajets (entrées et sorties multiples), à renforcer la fiabilité des communications et à améliorer la détection par radio. La recherche sur les antennes soutient les activités de la Section entourant la lutte contre les drones, le soutien électronique des communications et la PF.
- Étude sur la sécurité et la vulnérabilité de la signalisation de la couche physique de la 5G. La recherche porte sur la modélisation, la simulation et l’analyse de la couche physique des réseaux de communication afin de détecter les vulnérabilités et de mettre éventuellement en œuvre des algorithmes d’atténuation.
- Recherche sur la détection des radiofréquences (RF) pour la lutte contre les drones. Le repérage d’un drone consiste à le détecter, à l’identifier et à le suivre en temps réel. La recherche et l’analyse des techniques de détection par radiofréquence (RF), comme la détection à grande échelle, la détection distribuée et la détection multicouche, permettent d’établir des paramètres de rendement clés pour la détection et l’identification des drones.
- Recherche sur les enjeux entourant la détection par RF pour les activités de soutien électronique des communications. L’objectif serait d’utiliser les renseignements recueillis par l’entremise d’une gamme de dispositifs de surveillance et de collecte de radiofréquences, afin de fournir aux décideurs des informations en temps utile pour la protection électronique, l’attaque électronique ou l’utilisation d’autres systèmes de guerre électronique. Les travaux se penchent sur la faible probabilité de détection et d’interception des signaux, l’application de l’IA, l’identification des cibles, la détection et la classification des signaux et la géolocalisation des émetteurs.
Guerre électronique par radar (GER)
La Section de la guerre électronique par radar (GER) de RDDC Ottawa mène des recherches pour améliorer la capacité des Forces armées canadiennes à :
- détecter, identifier et géolocaliser tous les émetteurs radar présents dans un environnement opérationnel tactique afin de fournir aux commandants militaires canadiens et alliés des renseignements précis pour la CS;
- fusionner les renseignements obtenus à l’aide des capteurs radar passifs avec les renseignements provenant d’autres capteurs afin d’améliorer la précision et la qualité des renseignements pour la CS.
- Mettre au point des techniques d’attaque électronique pour :
- inhiber la capacité des radars de l’adversaire à détecter et à exploiter les propres émissions radar du Canada et celles des alliés, et ainsi dégrader les capacités de CS de l’adversaire;
- supprimer la capacité des radars de l’adversaire à suivre, cibler et guider ses armes sur les plateformes du Canada et de ses alliés, et améliorer ainsi la capacité de surviabilité des plateformes.
Voici quelques-uns des projets en cours.
- L’identification d’un émetteur spécifique (SEI) correspond à la capacité d’identifier des instances individuelles d’un même modèle de radar en exploitant des caractéristiques uniques et subtiles de la forme d’onde transmise, qui varie d’une instance à l’autre. Il faut constamment améliorer la capacité de discrimination des algorithmes de SEI.
- Il est nécessaire de concevoir des algorithmes qui « réoptimiseront » continuellement les techniques d’attaque électronique dans un environnement opérationnel tactique en temps réel (c.‑à‑d. évaluer les dommages de la bataille électronique), afin de s’assurer que l’effet désiré est atteint (p. ex. effectuer un contre-ciblage et une contre-surveillance face au radar d’un adversaire; brouiller efficacement les radars de guidage d’armes à agilité de paramètres d’un adversaire) malgré le mouvement des diverses plateformes les unes par rapport aux autres et les mesures que les radars de l’adversaire peuvent prendre (c.‑à‑d. la protection électronique) pour atténuer ces effets.
- Il faut géolocaliser les émetteurs radar et établir leur direction avec précision dans divers scénarios d’exploitation et à l’aide de divers équipements. Par exemple, un ou plusieurs récepteurs de soutien électronique peuvent servir, et certains d’entre eux peuvent être en mouvement. Le radar lui-même peut être en mouvement ou stationnaire, et il peut transmettre différentes formes d’ondes agiles (p. ex. diverses largeurs d’impulsion; diverses modulations intra-impulsion; ondes agiles en fréquence; ondes agiles en intervalle de répétition des impulsions [IRI] ou ondes à puissance de crête faible, mais à facteur d’utilisation élevé).
- Il faut désentrelacer avec précision et en temps réel les impulsions radar dans un environnement de radiofréquences (RF) encombré. En d’autres termes, les impulsions doivent être triées en fonction du radar qui les a émises. Il est important d’atteindre un haut niveau de précision pour améliorer la précision des techniques de traitement des signaux en aval qui seront utilisées pour identifier et géolocaliser chaque radar. Le désentrelacement constitue un défi, car de nombreux radars sont dotés d’agilité en matière de paramétrage, notamment en ce qui concerne la fréquence des impulsions et l’intervalle de répétition des impulsions. Par conséquent, des impulsions provenant de plusieurs radars peuvent se chevaucher dans le temps et (ou) dans la fréquence.
- L’environnement d’exploitation tactique des radiofréquences peut être encombré. Cet environnement peut contenir toute une série d’émetteurs radar exploités par des alliés, des agents neutres ou des adversaires et remplissant diverses fonctions qui peuvent être menaçantes ou non (p. ex. surveillance ou poursuite de cibles). Il peut également être le théâtre d’émissions autres que des émissions radar (p. ex. communications). Il faut identifier toutes ces émissions et les hiérarchiser en vue d’une réponse. (Il pourrait s’agir, par exemple, de consacrer la majorité des ressources au brouillage des radars de guidage d’armes de l’adversaire, et moins de ressources au brouillage de ses radars de surveillance, sans toutefois brouiller les radars de poursuite de cibles des alliés.) On pourrait éventuellement recourir à des techniques basées sur l’intelligence artificielle et l’apprentissage automatique pour optimiser l’utilisation des ressources alliées afin de réagir dans des environnements encombrés et contestés. Cela pourrait se faire par une combinaison d’entraînement hors ligne et d’affinement en ligne. Ces concepts et ces algorithmes doivent faire l’objet d’examens approfondis.
L’utilisation simultanée de plusieurs de drones (éventuellement sous forme d’« essaim ») ou de véhicules terrestres sans pilote (UGV) (collectivement appelés « UxV ») permet de mettre en œuvre des techniques d’attaque électronique (AE) plus efficaces que celles qui reposent sur une seule plateforme. Il faut donc élaborer des concepts pour décrire comment de telles techniques d’AE coordonnées et distribuées peuvent être employées à des fins défensives et offensives, et concevoir des algorithmes qui prépareront et exécuteront ces techniques. Il faudra aussi optimiser le rendement en temps réel. - Pour réaliser une AE efficace contre le radar d’un adversaire, il est utile de connaître le moment où l’impulsion suivante sera transmise, ainsi que sa fréquence. Cette tâche est devenue difficile depuis que de nombreux radars ont été dotés d’agilité au chapitre des paramètres. La conception d’un algorithme de prédiction des impulsions précis améliorera l’efficacité des AE, en permettant aux systèmes d’AE de mieux affecter les ressources (généralement la puissance d’émission et la largeur de bande).
Détection et exploitation radar (DER)
La Section Détection et exploitation radar (DER) du Centre de recherches d’Ottawa de RDDC est responsable de la recherche de pointe sur les systèmes radars et le traitement des signaux radar pour le MDN et les FAC. La mission de la Section DER consiste à améliorer le rendement et la viabilité des technologies et concepts qui s’appuient sur le radar. La Section RSE dirige treize projets de recherche répartis dans six filières :
- radar quantique;
- gestion de la signature radar;
- radar tactique (radar aéroporté et radar au sol);
- radar naval;
- radar transhorizon;
- radar spatial.
Applications spatiales et d’information, de surveillance et de reconnaissance (ISR)
Voici quelques-uns des projets en cours au sein de la Section des applications spatiales et d’information, de surveillance et de reconnaissance (ISR) du Centre de recherches d’Ottawa de RDDC.
- Modélisation de la défense continentale : recherche de solutions de type « système de systèmes » pour fournir des conseils scientifiques en vue de la modernisation du NORAD et de la défense continentale, en faisant progresser les technologies et les concepts liés à l’expansion et à l’intégration des réseaux de capteurs, grâce à la modélisation et à la simulation, et aussi en procédant à des démonstrations et à des mises à l’essai sur place. La recherche est axée sur la caractérisation des menaces aériennes et hypersoniques à des fins de modélisation et de simulation, sur la compréhension de la manière dont différents capteurs peuvent être intégrés pour optimiser la couverture, ainsi que sur la détermination de la manière dont les dispositifs spatiaux peuvent être utilisés pour détecter et poursuivre des cibles (maritimes, aériennes, hypersoniques) potentielles.
- Connaissance du domaine spatial (CDS) et opérations : préparer des missions spatiales et des concepts pour la réalisation d’expériences en orbite afin d’assurer la défense et la protection des dispositifs spatiaux. La recherche porte notamment sur l’utilisation de capteurs optiques en orbite pour la prise de mesures orbitales sur place, ainsi que sur l’accroissement de la capacité astronomique canadienne, la détermination d’orbites (radiofréquences passives et radar), la surveillance de l’espace en orbite géostationnaire, la caractérisation optique des objets spatiaux et les produits de prévision orbitale. On s’intéresse à l’exploration approfondie d’avenues qui permettraient d’adapter les suiveurs stellaires et les caméras de météores existants pour une collecte de données uniques et opportunistes en vue de la surveillance de l’espace. On se penche aussi sur les technologies et les exigences liées à la détection de proximité.
- Renseignement, surveillance et reconnaissance par radiofréquences spatiales : mener des activités de recherche, de développement et d’analyse pour améliorer les capacités de surveillance à partir de l’espace du MDN et des FAC. Améliorer l’image opérationnelle commune de l’espace du MDN et des FAC grâce à l’intégration de technologies multicapteurs, à la fusion des données et à l’apprentissage automatique. Créer une suite d’outils et de cadres permettant l’exécution intégrée du cycle complet d’attribution des tâches, de collecte, de traitement, d’exploitation et de diffusion (ATCPED) pour les capteurs spatiaux de pointe. Réaliser des expériences avec des alliés et des partenaires au moyen de capteurs en orbite et contribuer à l’évolution vers une architecture spatiale hybride.
Centre de recherches de Suffield
Électrophysiologie/lésions cérébrales
Section de la gestion des blessés (SGB)
Les travaux de recherche réalisés au Centre de recherches de Suffield de RDDC visent à étudier les mécanismes des lésions cérébrales causés par les explosions ou les commotions cérébrales, ainsi que le traitement de ces lésions. Plus précisément, nous utilisons des approches comportementales, biochimiques, confocales et électrophysiologiques pour étudier les mécanismes moléculaires et cellulaires des lésions cérébrales. Un poste de boursier ou de boursière de recherche postdoctorale est ouvert. Le ou la titulaire pourra utiliser les installations d’électrophysiologie et de patch-clamp existantes pour étudier les mécanismes des lésions cérébrales.
Nous sollicitons les candidatures de personnes qui s’intéressent au décodage des causes moléculaires et cellulaires des lésions cérébrales induites par une explosion, une commotion ou des agents neurotoxiques organophosphorés. La personne retenue se joindra à une équipe interdisciplinaire à RDDC Suffield. Les personnes ayant d’excellents antécédents en matière de recherche en électrophysiologie, et plus particulièrement dans le domaine des études synaptiques, sont invitées à soumettre leur candidature. Le boursier ou la boursière devra réaliser des études électrophysiologiques in vitro (effet de champ et patch-clamp) en utilisant des tranches aigües de cerveau et, éventuellement, des cultures neuronales primaires. Le boursier ou la boursière devra posséder d’excellentes compétences en matière d’optimisation technique et de résolution de problèmes.
Centre de recherche de Toronto
Analyse du renseignement pour des raisons de défense et de sécurité nationales
Section du renseignement, de l’influence et de la collaboration
Les personnes retenues travailleront avec une équipe de chercheurs dirigée par David Mandel, Ph. D. Les travaux porteront sur les sciences cognitives appliquées à l’appui du renseignement (c’est-à-dire l’analyse du renseignement pour la défense et la sécurité nationales). Le boursier ou la boursière travaillera à l’élaboration de théories, à la formulation d’hypothèses, à la vérification d’hypothèses, à l’analyse de données de recherche et à la diffusion de résultats dans des publications et des rapports techniques. Voici quelques-uns des sujets examinés récemment.
- Méthodes de recalibrage et d’agrégation optimales des prévisions et des évaluations probabilistes (c.‑à‑d. l’exploitation de la « sagesse des foules »).
- Méthodes permettant de communiquer efficacement au sujet de l’incertitude et de documenter les limites des approches verbales existantes en matière d’incertitude.
- Efficacité des techniques analytiques structurées utilisées pour briser les préjugés chez les analystes et mise à l’essai d’approches de rechange qui s’appuient sur les connaissances issues de la psychologie cognitive et de la science de la décision.
- Manières dont l’IA (par exemple, les grands modèles linguistiques comme ChatGPT) pourrait influencer la production et la consommation de renseignements anticipatifs au cours des prochaines années. (Examen de la façon dont les décideurs réagissent aux renseignements et aux conseils des humains par rapport à ceux de l’IA.)
Efficacité des systèmes humains
Section d’efficacité humaine (SEH)
Divers projets des domaines de l’association humains-autonomie, de l’apprentissage et de la formation, de la vision améliorée et de la santé du cerveau. Les boursiers ou boursières travailleront à l’élaboration de théories, de concepts, de modèles et de prototypes, à la vérification d’hypothèses, à l’analyse de données de recherche et à la diffusion de résultats dans des publications et des rapports techniques. Ils ou elles collaboreront avec des scientifiques de la Défense chevronnés dans la région concernée, sous la supervision de Philip Farrell, Ph. D.
La mission de la Section d’efficacité humaine (SEH) consiste à formuler des conseils scientifiques entourant le rendement opérationnel des membres et des organisations des Forces armées canadiennes (FAC) en optimisant et en augmentant l’interaction entre les humains et les technologies. Cela passe par l’ingénierie des systèmes humains, l’apprentissage et la formation, la vision améliorée et de la prise en compte de la santé du cerveau. Pour atteindre cet objectif, la Section se concentre sur l’efficacité humaine dans les limites de la psychologie, du génie et des facteurs humains. Elle s’appuie notamment sur une expertise sur les aspects des systèmes de renseignement militaire et de connaissance de la situation qui relèvent de l’efficacité cognitive, organisationnelle et opérationnelle, ainsi que de la dimension humaine du commandement et du contrôle. Les expériences en laboratoire, les études sur le terrain, la collaboration internationale et la passation des contrats sont quelques-uns des moyens utilisés par la SEH pour générer des connaissances et fournir des conseils d’experts aux FAC. Au fur de l’évolution des technologiques et des connaissances sur le comportement humain, la SEH cherchera à accroître ses capacités dans les domaines des équipes humains-machines autonomes, des interactions des humains avec la réalité virtuelle et mixte, des interactions des humains avec l’informatique mobile, de la formation fondée sur la simulation et de l’utilisation de la modélisation cognitive ou de l’intelligence artificielle pour comprendre et améliorer l’efficacité humaine, en particulier dans les systèmes sociotechniques complexes.
Recherche biomédicale translationnelle dans le domaine des traumatismes militaires, de la santé en déploiement et des troubles mentaux
Section de la santé opérationnelle et du rendement
Le boursier ou la boursière postdoctorale travaillera avec une équipe de recherche composée entre autres de Shawn Rhind, Ph. D., de Henry Peng, Ph. D. et de Jing Zhang, Ph. D. Dans le cadre de ses travaux de recherche biomédicale translationnelle, il ou elle concevra et réalisera des travaux de laboratoire et de calcul hautement créatifs et novateurs, et apportera son aide à la réalisation d’études de recherche clinique (c.‑à‑d. « du laboratoire au chevet du malade au champ de bataille »). Les travaux sont axés sur l’identification de biomarqueurs cellulaires et moléculaires d’une grande pertinence pour les traumatismes militaires et la santé lors des déploiements, ainsi que sur la médecine personnalisée pour les blessures de combat et les troubles mentaux. Le boursier ou la boursière travaillera avec une équipe pluridisciplinaire de scientifiques et de technologues de la Défense dont l’expertise s’étend de la science des données d’IA de pointe à la biomédecine clinique et de laboratoire. Plus précisément, le ou la titulaire contribuera aux projets en cours au sein de RDDC sur les algorithmes assistés par l’IA pour la transfusion sanguine et la réanimation des patients traumatisés en état de choc hémorragique. Cette approche pourrait accroître les capacités des laboratoires in silico et des laboratoires expérimentaux utilisés pour la médecine militaire. Le boursier ou la boursière aura la possibilité de réaliser des activités de recherche et de développement et de recevoir des conseils pour la conception de modèles d’apprentissage automatique qui interviendront dans les domaines de la transfusion sanguine personnalisée et des nouveaux agents hémostatiques utilisés pour la réanimation sur le champ de bataille.
En collaboration avec le Groupe des Services de santé des Forces canadiennes et des hôpitaux universitaires locaux, le Centre de recherche de Toronto (CRT) de RDDC a mené des travaux de recherche translationnelle de pointe en matière de médecine militaire. En s’appuyant sur les dernières technologies informatiques et de laboratoire (apprentissage automatique, tests sanguins globaux et spécifiques, dépistage et analyse à haut débit) et sur des essais cliniques (rétrospectifs, prospectifs et randomisés), le CRT a fait des progrès dans les domaines de recherche portant sur le contrôle des hémorragies et de la réanimation liquidienne, le diagnostic précoce et le traitement des lésions cérébrales légères, ainsi que du trouble de stress post-traumatique. Plus précisément, nous concevons des algorithmes de transfusion basés sur l’IA pour les soins de traumatologie personnalisés; nous menons des études cliniques et de laboratoire sur les produits sanguins (composants sanguins séchés et sang total) pour la réanimation de contrôle des dommages à distance et sur de nouveaux biomatériaux hémostatiques (particules et pansements) pour arrêter les hémorragies incompressibles au point de blessure, et nous étudions les bases biomoléculaires et les interventions thérapeutiques pour les blessures de stress opérationnel militaire et les traumatismes psychologiques et physiologiques.
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